Hoja de actividades: Movimiento de dos cuerpos suspendidos verticalmente y conectados por una cuerda que pasa por una polea

En esta hoja de actividades, vamos a practicar cómo resolver problemas acerca del movimiento de dos cuerpos suspendidos verticalmente y conectados por una cuerda que pasa por una polea sin rozamiento.

P1:

Dos cuerpos de 12 kg y 18 kg están sujetos a los extremos de una cuerda ligera e inextensible que pasa sobre una polea sin rozamiento. Determina la aceleración del sistema. Usa 𝑔=9,8/ms.

P2:

Dos masas están sujetas a los extremos de una cuerda inextensible que pasa por una polea. Sabiendo que 𝑚 acelera verticalmente hacia abajo a 441/cms y que la aceleración de la gravedad es 𝑔=9.8/ms, determina 𝑚𝑚.

  • A299
  • B2911
  • C209
  • D2920

P3:

Dos cuerpos, de masas 832 g y 𝑚 g, están sujetos a extremos opuestos de una cuerda ligera e inextensible que pasa por una polea sin rozamiento. Si la tensión máxima que puede aguantar la cuerda es de 332.8 gf, ¿cuál es el valor máximo de 𝑚? Toma la aceleración de la gravedad como 𝑔=9.8/ms.

P4:

Dos masas de 5𝑚 y 2𝑚 kilogramos están conectadas entre sí por una cuerda ligera e inextensible que pasa por una polea sin rozamiento. Sabiendo que el sistema fue liberado del reposo y que la fuerza ejercida sobre la polea durante el movimiento era de 238 N, halla el valor de 𝑚. Usa 𝑔=9.8/ms.

P5:

Dos masas de 143 g y 77 g están conectadas a los extremos de una cuerda ligera e inextensible que pasa sobre una polea fija sin rozamiento. Sabiendo que las dos masas estaban colgando libremente en vertical por debajo de la polea cuando el sistema se liberó desde el reposo, calcula su velocidad a los 4 segundos. Usa 𝑔=9.8/ms.

P6:

Dos cuerpos de masas 𝑚 y 88 g están sujetos a los extremos de una cuerda ligera que pasa sobre una polea sin rozamiento. Determina el valor de 𝑚, dado que, cuando el sistema fue liberado, la otra masa descendió 11.76 m en los primeros 2 segundos. Toma la aceleración debida a la gravedad como 𝑔=9.8/ms.

P7:

Dos cuerpos de masas 270 y 𝑚 gramos están conectados a extremos opuestos de una cuerda que pasa por una polea sin rozamiento. El cuerpo de masa 𝑚 fue lanzado hacia abajo a 105 cm/s, y 3 segundos más tarde regresó a su posición inicial. Halla el valor de 𝑚 y la tensión 𝑇 en la cuerda. Usa 𝑔=9.8/ms.

  • A𝑚=234g, 𝑇=2.457N
  • B𝑚=242g, 𝑇=5.103N
  • C𝑚=234g, 𝑇=2.835N
  • D𝑚=270g, 𝑇=2.835N

P8:

Dos cuerpos de 644 g y 156 g de masa estaban unidos a los extremos de una cuerda inextensible que pasaba a través de una polea. El sistema fue liberado del reposo y, 2 segundos después, la masa más grande golpeó el suelo. Halla la altura máxima que la masa más pequeña alcanzó por encima de su posición inicial. Usa una aceleración de la gravedad 𝑔=9.8/ms.

P9:

Una cuerda ligera e inextensible pasa por una polea sin rozamiento. Dos objetos de 408 g y 327 g están sujetos a los extremos de la cuerda. El sistema es liberado desde el reposo estando los dos cuerpos a la misma altura. Calcula el tiempo necesario para que la diferencia de altura entre los dos cuerpos sea de 13,23 m. Usa 𝑔=9,8/ms.

P10:

Dos masas 𝑚 y 𝑚 están conectadas entre sí por una cuerda inextensible que pasa por una polea sin rozamiento. El sistema se libera del reposo cuando los dos cuerpos se encuentran a la misma altura respecto al suelo. Teniendo en cuenta que la distancia vertical entre los dos cuerpos alcanza 60 cm en el primer segundo de movimiento, halla 𝑚𝑚. Utiliza 𝑔=9,8/ms.

  • A496
  • B5249
  • C2623
  • D493

P11:

Dos cuerpos de masas 374 g y 102 g estaban conectados entre sí por una cuerda ligera e inextensible que pasaba por una polea sin rozamiento. Los dos cuerpos partieron del reposo desde el mismo nivel horizontal. Un segundo después de que el sistema fuera liberado, la cuerda se rompió. Calcula la distancia vertical entre los dos cuerpos un segundo después de que la cuerda se rompiera. Usa la aceleración debida a la gravedad 𝑔=9.8/ms.

P12:

Una cuerda inextensible y ligera pasa sobre una polea lisa y fija. Uno de sus extremos carga un cuerpo de 2.25 kg de masa. El otro extremo lleva una balanza de resorte de 900 g de masa. Se añadió una masa de 350 g a la balanza de resorte. Dado que el sistema fue liberado desde el reposo, halla la lectura de la balanza de resorte durante el movimiento del sistema. Usa 𝑔=9.8/ms.

P13:

Dos cuerpos de la misma masa 𝑚 estaban unidos a los extremos de una cuerda rígida que pasa sobre una polea sin rozamiento. Cuando se agregó un peso de 143 g a uno de los dos cuerpos, la tensión aumentó a 3625 veces su valor anterior. Determina el valor de 𝑚. Usa 𝑔=9.8/ms.

P14:

Tres cuerpos 𝐴, 𝐵 y 𝐶, de masas 19, 18 y 43 kg, respectivamente, se hallaban conectados por una cuerda inextensible que pasaba por una polea sin rozamiento de modo que los cuerpos 𝐵 y 𝐶 se hallaban en el mismo lado de la polea. El sistema es liberado y a los 4 segundos la cuerda que une los cuerpos 𝐵 y 𝐶 se rompe. Halla la velocidad 𝑣 del cuerpo 𝐴 justo antes de que la cuerda se rompiera y el tiempo, después de la rotura, que tarda el cuerpo 𝐴 en detenerse. Usa una aceleración gravitatoria 𝑔=9,8/ms.

  • A𝑣=7,62/ms, 𝑡=0,56s
  • B𝑣=74,67/ms, 𝑡=0,06s
  • C𝑣=20,58/ms, 𝑡=77,7s
  • D𝑣=2,1/ms, 𝑡=761,46s

P15:

Dos platillos de balanza de la misma masa están unidos a los extremos de una cuerda ligera e inextensible que pasa por una polea sin rozamiento. Masas de 935 g y 514 g se colocan en los platillos de balanza. Si las masas que están en los platillos se duplicaran, la aceleración del sistema sería 75 de su valor anterior. Calcula la masa de uno de los platillos. Usa 𝑔=9.8/ms.

P16:

Un platillo de balanza de 4 kgf de peso soportaba un peso de 53 kgf. Estaba conectado a una cuerda ligera e inextensible que pasaba por una polea sin rozamiento verticalmente por encima del platillo. En el otro extremo, un niño de 41 kgf de peso se estaba colgando de la cuerda. Cuando el sistema se estaba moviendo, la fuerza ejercida sobre la balanza por el peso era de 𝐹 néwtones. Al cabo de un rato, el niño tiró de la cuerda hacia abajo. La fuerza generada por el niño tirando de la cuerda hizo que la balanza alcanzara un estado de reposo. Durante esta fase de reposo, la fuerza ejercida sobre la balanza por el peso era de 𝐹 néwtones. Halla 𝐹𝐹. Usa 𝑔=9.8/ms.

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